IRUCAA@TDC : ティッシュエンジニアリングと歯科医療
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(2) 7 2 4 -. 歯 学 の進 歩 ･現 状 -. テ ィッシュエ ンジニア リングと歯科医療 上. 田. 実. 名古屋大学大学院医学研究科 頭頂部 ･感覚器外科学講座. は. じ め. に. アメ リカにおける ヒ ト組織利用の現況. 2 1 世紀には世界 は空前の高齢化社会 に突入 し, 歳以上の人 口が全体の2 0 %以上を占 近い将来 ,65. 考えが ちだが,実際は骨や皮膚のような組織の移. めるといわれ る｡ これ ら高齢者の多 くは,なん ら. 植の方が,手術件数 として は多 い｡. 移植 とい うと,心臓 や肝臓のよ うな臓器移植を. かの身体機能の障害を抱えているので,障害が重. アメ リカでは屍体か ら採取 された様 々な組織で. 度 になれば,臓器移植や人工臓器( 人工材料)に親. の利用が進んでいる｡アメ リカ赤十字社のテ ィッ. らざるをえない｡最近,移植医療の話題がよ くと. シュサ ー ビスは全米各地 か ら集 め られた ヒ トの. りあげ られ るのはこのよ うな背景があるか らであ. 骨,皮膚, じん帯,それに血管や心臓弁を処理 ･. るO しか し臓器移植 には ドナーの不足 と免疫拒絶. 保存 し,需要に応 じて各地の医療機関に配送す る. とい う問題がついてまわ り,人工臓器 は機能面で. 業務をおこな っている｡ティ ッシュサー ビスか ら. 課題が残 されているOそこで より優れた代替臓器. 提供 され る移植組織 は年 間7 2 , 0 0 0ピー スにのぼ. の開発が もとめ られよ うになった｡ このよ うな状. /4にあた り, これは全米で使用 され る組織の約 1. 況 の なか で テ ッシュエ ンジニ ア リング ( Ti ssue. る｡ "ヒ ト組織バ ンク"がアメ リカの医療現場 に. Engi neeri ng)とい う新 しい科学が誕生 したので. 完全 に根付 いていることがわか る1 ) ｡ このよ うな. ある｡ティッシュエ ンジニア リングは もともとは. ヒ ト組織の徹底利用 という伝統が,あ とでのべ る. アメ リカで生 まれた工学 と生命科学にまたが る学. アメ リカのティ ッシュエ ンジニア リング産業の発. 際科学である｡ 日本で は組織工学あるいは再生工. 展を促進 したと考え られる｡. 学 とよばれ. 細胞 とマ トリックスを組み合わせ る. 組織バ ンクか ら供給 され る ヒ ト組織の中で もっ. ことで 自在 に生体臓器を再生 させ ることがで きる. とも多 いのは骨である. ドナ-か ら採取 さオ 1た骨. ので,将来の移植医療を革新す る技術 とみなされ. 組鰍 ま消亀. ている｡そこで本稿ではさまざまな可能性を秘め. れたのち有償で病院に提供 され る｡ 6割が整形外. たテ ィッシュエ ンジニア リング研究の現状を解説. 科領域 に,また 4割 は歯科領域に供給 され るとの. す るとともに,2 1 世紀の リーディ ング ･テ クノロ. ことである｡ また民間組織バ ンクであるクライオ. ジーとして期待 されているこの技術を産業面か ら. ライフ社 は,すでに2 0 0 0 0 個の心臓弁 を提供 し,. も評価 してみたい｡. 重症の心臓病患者の救命 に役立 った｡既存のどの. 凍結,乾燥 などの一連の処理が行わ. 人工材料 よりも優れた これ らヒ ト組織への需要 は. Mi nor u･UEDA:Ti s s ueEngi ne e 一 ･ i nga ndDe nt i s t r y( De par t mentorOr alandMaxi l l or ac i alSur ge r y, Gr aduat eSc hoolofMe di c i ne.NagoyaUni v er s i t y) 別刷請求先 :〒4 6 68 5 5 0 名古屋市昭和区鶴舞6 5 名古屋大学大学院医学研究科 頑頚部 ･感覚器外科学括座 上田 実. - 6-.
(3) 歯科学報. 725. 大きく,年々増加の傾向にある｡これに対して日 本の組織バンクの活動は低調である｡皮膚バンク は東京と近畿に-ヶ所ずつ設置されているが,ド ナー不足(東京で年間50人)は解消されていない｡. 表1 アメリカの月蔵器別移植数. 臓器名 心 B蔵 肺. 骨バンクについては全国的な組織すらあるわけで はなく,自分の病院内でつかう量を保存する施設. 心 肺. 内バンクにとどまっている｡これまでの生体組織 にかわる人⊥材料を開発するためにはティッシュ エンジニアリング技術に活銘を求めざるをえな. 肝 月蔵. 腎 月蔵 L L990 合 計. い｡ 表2 アジア･オセアニアの臓器別移植数. 臓器移植と人工臓器にみられる日米格差 一方,組織障害がさらにすすんだ重症の月蔵器不 全患者も増加の一途をたどっている｡この場合に は臓器移植が有効な治療法になる 年にア メリカで行われた心臓移植は 例,肝移植は. 1997). Eg 名 心 臓. オーストラリア. 心 月蔵(同時移植) オーストラリア 7. r. 1. 日坦. 3. r. J. t. 2. f. . .. . 3. . . 7. ￣. 1 -. . 日 本. . 8 0. .. 4. . .. . 韓 国. 1. 1 6. . 中 国. 1. オ-ストラリア. 9. 5 9. 台 湾. 1. 7. 腎 臓 中 固. 993 1, 145. インド. 40 50. 2 5. . . 316 326. 9. オーストラリア. 6. ( u. 3. 〇. . . . 19 15. 6. . . 8. - ヽソ︼. . . 112 133. . 429 390. フィリピン. . 韓 固. . 236 229. . 日 本. . インドネシア. H. 7 . . . . h. シンガポール. 一 . 5. 3. 台 湾. U. 2. 7. 0. タ イ. 0. . 一 7 一. 0 0 4 0 9. 肝 月蔵. 移植手術をうけた患者数は心臓移植が35名,肝月蔵 移植が約200名,肺移植が5人といわれ,その数 は現在も増え続けているo しかし外国でのR本人. 強引に割り込んだ印象を与え,好ましいこととは いえない｡いずれ国際的な問題として厳しい批判 が向けられることは避けられないだろう｡した. 3 1 2. シンガポール. 者の大半が日本での移植手術に期待をもてず,海 外での移植を望んでいることを示唆している｡そ のことを裏付けるように 年までに海外での. 患者の移植手術は,それぞれの国にも多くの移植 待機患者が存在するなかで, ｢つ憶番待ち｣の列に. 2 1 3 0 2. 台 湾. 的に見て移植をしなければならない患者の数はJL､ 臓移植が 名,肝臓移植が年間約 名,肺移植が必要な患者は729名と推定されてい る｡しかし移植を求めて実際に登録をしている患 者数はjL､臓移植で16名,肝臓移植で26名,肺移植 で4名と極端にすくない｡この数字は移植待機患. 6 1 2. ニュージーランド. 2 1 1. 要とする患者をまかなうには到底いたっていな い｡日本臓器移植ネットワーク2)によれば,医学. 3 0 7 2 1. 中 国. 例,腎移植は 例,樺移植は 例｡ いずれの臓器もR木と比べると圧倒的に多い(義 ｡日本では 年に施行されたいわゆる 臓器移植法に基づき, 4例 年2月現在)の脳 死患者からの且蔵器移植が実施されたが,移植を必. 7. 膵 月蔵. オーストラリア 2 0. 中 国. 塵 臓(同時移植) オーストラリア. ll.
(4) 上田:ティッシュエンジニアリングと歯科医療. 726. がって臓器移植はドナー不足や長期の免疫抑制剤. れ, -気にこの分野への関心が高まった｡興味深. の使用など多角的な面からみて,やはり過度的な. いことにまったく同時期に ら. 医療とみざるをえないのであるO. らといったハーバードやマサチューセッツ工科大. それでは移植医療のいまひとっの柱である人工. 学などのグループがあいっいで培養皮膚の開発に. 臓器の現状はどうだろうか｡この場合は,工業生. 成功している｡ らはスポンジ状のマト. 産品なのでドナーの問題はないといえるが,全く. リックス内に細胞を封入して,深い貢皮欠損の治. 別の問題がもち上がってくる｡つまり人工臓器の. 療のための培養皮膚を開発した｡また は. 生産がどこで行なわれたかという問題である｡日. 線維芽細胞とコラーゲンゲルの中で三次元的に作. 本で最も使用塵度の高い人工関節と心臓ペース. 製した真皮の表層に表皮糸田月包を増殖させ,皮膚組. メーカーをみると,ほとんど輸入品にたよってい. 織と等価の培養皮膚を作製している｡これらのコ. てそれぞれの自給率は と驚くほど. ンセプトでつくられた培養皮膚はその後商品化さ. 低い｡その他の輸入超過外科用デバイスは人工心. れ 型はエビセル⑪ 社7))とい. 臓弁(自給率 人工血管 骨接合品. う商品名で 型はアプリグラフ⑪. がある3)｡これらはいずれも国民の身体機. 社8))という名称で,また 型は. 能を維持のために極めて重要なデバイスであるに. ダーマグラフト⑪. もかかわらず,海外輸入に依存する現在のような. 社9))として販売されている(図1)｡最近. 状況は固家戦略的に見ても大いに問題がある｡テ. 兄弟 らのボストングループが培養. ィッシュエンジニアリング技術の導入によって新. 軟骨,培養心臓弁,培養骨の研究成果を発表し,. たな人工臓器開発に取り組むべきだろう｡. 新たなティッシュエンジニアリング･ブームが起 きている｡. ティッシュエンジニアリング研究の現状. 一方,遅れの目立っていたわがEgのティッシュ. ドナー不足が続く月蔵器移植,限界がみえてきた. エンジニアリング研究も,ここ数年急速な進歩を. 人工月蔵器,そこでティッシュエンジニアリングと. とげ,培養骨,培養皮膚,培養軟骨などではアメ. いう研究分野に大きな期待が集まるようになった. リカの研究に追い付き,一部は臨床応用が始まっ. のは自然の流れである｡現在,世界のティッシュ. ている｡歯科領域では,歯槽骨造成のための未分. エンジニアリング研究をリードするのはアメリカ. 化問葉系細胞とマトリックスの移植,インプラン. であるo ヨ-ロッパも独自の研究分野を確立しつ. ト周囲の欧組織処理のための培養粘膜移植などは. つあるがアメリカには追いっいていない｡ I一方, わが園では 年ようやくティッシュエンジニア リングを専門とする学会(日本組織工学会)が結成 されたという段階である｡ こうしたアメリカのティッシュエンジニアリン. グ研究の大発展のきっかけとなったのは, 80年代 初頭におこった らの培養皮膚の成功であ ろう｡ らはそれまで不可能とされていた 皮膚表皮細胞の重層化を特殊な栄養細胞を使うこ とで可能にした.重層化した表皮シートは熱傷な どの表皮欠損治療に応用できることがわかり実用 化への遠が開かれた｡ 年,世界ではじめて培 養皮膚を使った全身熱傷の子供の治療例が報曹さ ∼- 8 一. 図 社) 商吉封ヒされた 型培養皮膚の代表例.
(5) 歯科学報 VoL. 727. かるだろう｡いずれ万能細胞(E S細胞)や遺伝子 組換え動物の技術が導入されれば,これらの培養. 日本独自の技術といってよい｡歯科は伝統的に人 工材料を多用する分野であり,ティッシュエンジ. 臓器は本格的に月蔵若移植にとって変わる可能性が ある｡さらに,第三世代では特定遺伝子の導入技. ニアリング組織を活用しやすい領域である｡今後 の課題はアメリカの模倣ではない我が国独白の研 究を作りだし,その技術を産業に結びっけていく ためのシステム作りということになる｡. 術が確立し,既存の組織,月蔵器にはない,多機能 をもっティッシュエンジニアリング組織や臓器が. ティッシュエンジニアリング技術の産業展開一世. 生みだされるだろう｡すでに,血液凝固園子や抗 塗物賓を分泌する培養皮膚(スーパースキン が. 界制覇を冒ざすアメリカ. 開発されている｡将来は鋼のように強い骨,アル コールに酔わない肝臓のような,夢のようなこと が実現するかもしれない｡. 現在,経済の世界では第三の産業革命の時期と もいわれている｡その中でティッシュエンジニア. ところで,このような先進バイオ技術を大衆化 し,広く普及させるためには産業化がもっとも有. リングを核とするバイオ産業はもっとも往目を集 めている分野である｡ティッシュエンジニアリン グを産業展開という視点でみると培養骨,培養皮. 効な手段である｡アメリカでは,第一世代の ティッシュエンジニアリング組織は,ベンチャー 企業によってつぎっぎと商品化が進められ,塊. 膚,培養軟骨(図2)などの組織は,第I一世代の ティッシュエンジニアリング製品に分類され,技. 荏,企業数は40社以上にのぼっている｡わが国で も1日も早く市場化のための環境整備をすすめる. 術的には完成の域に達している｡これに対してJL､ 月蔵,肝,腎などの第二世代のティッシュエンジニ アリング月蔵器は糸田月包,マトリックス,サイトカイ. べきである｡これらのベンチャー企業は出発点で は大学と社会をむすぶためのパイプ役として働. ンに加えて,細胞を維持するための血管系が必要 である.この間蓮を解決するために,体外循環系. き,やがて大規模な産業に進化してゆくだろう｡ 日本で 年2月に,われわれの技術を蓋に培養 皮膚の製造と販売を目的としたジャパン･ティッ. の導入や細胞のカプセル化などの工夫が行われて いるが,臨床応用までにはいましばらく時間がか. シュエンジニアリング社(愛知県蒲郡市,図3)が 設立された｡アメリカからおくれること,実に15 年｡わが回にもティッシュエンジニアリングの産 業化をめざす企業が立ち上がった意義は大きい｡ 着実に発展していくことを願いたい｡. 図2 ティッシュエンジニアリングにより製品化 された培養細胞. 図3 ジャパン･ティッシュエンジニアリング社 (愛知県蒲郡市) 9.
(6) 728. 上田:ティッシュエンジニアリングと歯科医療. しかすぎない11)｡研究者の知的財産を権利(特許). このようなバイオ産業の市場は,現在推定され ているところによると,世界規模で約48兆円,冒. 化する体制が未整備であったためである｡ さらに日本のバイオ研究を主に担うのが国立大. 本国内でも約5兆円といわれる3)｡培養皮膚や培 養骨のようなティッシュエンジニアリング製品の. 学であるというのも問題である｡匡1家公務員と企 業とが結びっき,その視野にビジネスもはいって. みに限っても世界で約10兆円の塊槙があるとい う｡また,日本経済新聞と三菱総合研究所が共同 で実施したアンケートの市場調査では人工月蔵器･. くるとなれば｢企業との癒着｣という後ろぐらい イメージがついてまわり,どうしても産学共同を 敬遠しがちになる｡しかしある資料によるとアメ. 人工組織の日本国内の市場は 年に 億円, 世界では3兆 億円と推定されている｡ただし. リカの生命科学関連の研究者のうち40%は何らか の形でベンチャー企業と関連をもち,研究費の20. これらの市場の大半はアメリカによって占められ ると想定されており,過去10年にわたるアメリカ. %をベンチャ-企業から調達しているといわれ る｡ほとんどを固からの研究費にたよる日本の国. のバイオ国家戦略の成功がここでもみられる｡日 本ではようやく大学,企業,政府の協力体制がで. 立大学とは大違いである｡ 古来,独創的な研究は原理原則の中から産まれ. きっっある段階で,産業展開は大幅に遅れてい る｡残念ながら我が国のティッシュエンジニアリ ング産業の創世紀ははじまったばかりである｡. てきた｡そして原理原則をみつけるのが大学のつ とめである｡しかし,原理原則をみつけたとして も,直ちに社会に貢献しうる技術になるというこ. ティッシュエンジニアリング産業における大学の 役割. とではない｡何度もいうように大学にある原理原 則を技術に結びっけるには基本的な特許をとるし. 日米のバイオ産業の現状を比較すると,研究, 臨床応用,産業化のどれをとっても日本の遅れが. かない｡今後は学問至上主義の研究者のマインド にも変化が求められるだろう｡. 冒立っ｡しかしこれは研究者の能力や会社の技術 力の差ではなく,それらをとりまく環境の格差に. お わ U に. 歯科領域には昔から,人工材料研究の長い歴史. 原因があると考えざるをえないO そもそも産業の もとになるのは基盤技術の開発である｡しかし, この20年間に蓋盤技術をっくるための団のバイオ. があり,多くの知見が蓄積されているはずであ る｡その意味ではティッシュエンジニアリング研. 関連研究予算はアメリカとの間に4倍の差がっい た｡こうした状況を打開するために 年から はじまった政府のミレニアムプロジェクトでは,. 究をすすめるうえでもっとも通した環境と言える. 生命科学関連予算として, 5年間で総額2兆円が 投入されることが決まった｡今後これらの国家資 金をもとに,活発な研究活動と事業化の動きが出. 医療の現場を根本的に変えるかもしれない｡歯科. ることを期待したい｡. その競争におくればせながら参入した以上,大学. つぎに大学の研究成果が産業として発展するた めの,技術移転のシステムついてに触れたい｡日 本の大学と企業を仲介するのは 技術移転機. と企業の連携を密にし,研究成果を新しいビジネ. だろう｡ティッシュエンジニアリング技術をもと にして生み出される新しい材料は, 21世紀の歯科 に限らず現在あらゆる分野でバイオ関連の技術革 新は猛烈なスピードですすんでいる｡われわれも. スの種として育てる仕組みを一刻もはやく構築す ることがのぞまれる｡. 関)であるが,その数は米国の二十分の-しかな く,バイオの蓋本的発明は1件も特許化されてい. 本論文の要旨は,歯科学報通巻100巻記念第269回東京 歯科大学学会例会 年6月,千葉)において言己念講 演したものである｡. ない｡さらに大学技術を基にした企業の件数はア メリカが 件であるのに対して日本では3件に 10.
(7) 歯科学報. 729. 参 考 文 献 1)アメリカ赤十字のホームページ: :. 社のホームページ: me. com/prodserv/tissue-repair/epicel/welcom. htm. red-cross.ore/tossie/tblocs.htm1. 2)日本臓器移植ネットワーク資料より 3)新エネルギー･産業技術総合開発機構平成10年度 先導研究報菖書｢三次元締胞組織モジュール工学調査 研究｣ 4) Rheinwald, J. G. and Green, H. : Cell, 6 :. 社のホームページ apligraf.com/html/home.htm 9l C ( ､ FJIl ､ ructs : From Lab. Bench to Navket. Proceeding of the 4th International Conference on Cellular Englneering. 30 Nov.13 Dec. 1999 Nara-Japan.. 344-352, 1975.. 5) Boyce, S. T. andHansbrough, J. F. : Surgery,. 廿 :冒 っ10:825. 103:. -830, 1999.. ll)エコノミスト2/8号,毎日新聞社. ･lL 已.(､t a主: ､211 : 工198上. -. ilil. -.
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